Parameter yang berpengaruh dalam pertumbuhan mikroorganisme pada bahan pangan adalah pH. Semua jenis mikroorganisme yang tumbuh pada bahan pangan tertentu memiliki pH minimum, maksimum, dan optimum untuk pertumbuhannya. Peningkatan konsentrasi ion hidrogen atau penurunan nilai pH sangat mempengaruhi pertumbuhan atau penghambatan mikroorganisme. Pada umumnya, bakteri masih dapat tumbuh dan berkembang pada kisaran pH 4-9. Nilai pH dapat menseleksi mikroorganisme yang akan tumbuh mendominasi pada produk pangan tertentu, karena setiap mikroorganisme memiliki toleransi terhadap nilai pH yang berbeda- beda, misalnya kapang yang masih dapat tumbuh pada pH 4 (Doores, 1993). Pertumbuhan mikroorganisme dapat dihambat dengan meningkatkan derajat keasaman suatu makanan. Penurunan nilai pH pada makanan dapat tercapai dengan penambahan asidulan atau proses fermentasi alami. Meningkatnya derajat keasaman pada suatu makanan lebih bersifat mikrostatik daripada mikrosidal yang artinya lebih bersifat menghambat pertumbuhan mikroorganisme dibandingkan membunuh mikroorganisme.
Penghambatan pertumbuhan mikroorganisme pada makanan dapat dilakukan dengan penggunaan asam organik pada makanan tersebut. Asam organik dikenal sebagai bakteriostatik (zat yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri) maupun bakterisidal (zat yang dapat membunuh bakteri). Karena kemampuannya tersebut, asam-asam organik sering digunakan sebagai bahan pengawet. Asam-asam organik yang sering digunakan sebagai bahan pengawet adalah asam asetat, asam laktat, asam propionat, asam benzoat, asam sorbat, asam sitrat, dan turunan-turunannya (Nychas, 1995).
Asam organik sering digunakan sebagai pengawet pada makanan, karena selain memiliki aktivitas antimikroba, asam organik tersebut aman untuk dikonsumsi karena bersifat food grade. Penggunaan asam organik pada makanan sebagai bahan pengawet memiliki batas maksimal penggunaan. Batas maksimal penggunaannya terdapat dalam Tabel 1.
Tabel 1. Jumlah batasan maksimal asam organik yang dapat dikonsumsi per hari oleh manusia
Asam organik Batasan
(mg/kg berat badan)
Asam asetat Tidak terbatas
Sodium diasetat 0-15
Asam fumarat 0-6
Asam laktat Tidak terbatas
Asam propionat Tidak terbatas
Asam tartarat 0-30
* Sumber : Doores (1993)
Keberhasilan penghambatan pertumbuhan mikroorganisme sangat
dipengaruhi oleh jenis mikroorganisme tersebut, jenis dan konsentrasi asidulan, waktu kontak, kapasitas buffer pada makanan, dan kondisi lain pada makanan yang mampu meningkatkan penghambatan pertumbuhan mikoroorganisme tersebut (Doores, 1993). Konsentrasi hambatan asam organik terhadap pertumbuhan mikroorganisme dapat dilihat pada Tabel 2.
Penelitian penggunaan asam organik pada makanan untuk menghambat pertumbuhan mikroba telah dilakukan oleh beberapa peneliti, seperti penelitian yang dilakukan oleh Davidson dan Brannen (1993) menulis tentang daya antimikroba dari asam asetat, asam sitrat, asam malat, dan asam hidroklorat pada L. monocytogenes. Ternyata pada pH yang sama, daya antimikroba asam asetat paling tinggi di berbagai waktu dan suhu inkubasi. Chung dan Goepfert (1970), telah menguji 13 asam sebagai inhibitor terhadap Salmonella, dan merekomendasikan asam asetat dan asam propionat sebagai asam yang paling efektif dalam menghambat pertumbuhan Salmonella. Hal yang sama juga dilakukan oleh Carpenter (1973) yang menguji efek inhibitor terhadap S. Enteritidis. Dari semua komponen yang diujikan, asam asetat adalah asam yang paling tepat dipilih untuk mengurangi Salmonella.
% Asam tidak terdisosiasi yang diperlukan untuk menghambat Asam organik Bakteri Gram positif Bakteri
Gram negatif Ragi Kapang
Asam asetat 0.1 0.05 0.5 0.1
Asam propionat 0.1 0.05 0.2 0.05
Asam laktat >0.03 >0.01 >0.01 >0.01
* Sumber : Ray dan Sandine (1992)
Asam asetat merupakan cairan yang jernih, tidak berwarna, dan memiliki bau asam yang menusuk. Asam asetat dapat larut dalam air, alkohol, lemak, dan gliserol. Selain itu asam jenis ini juga dikenal sebagai pelarut yang baik untuk bahan organik (Marshall, et al., 2000). Asam asetat selain digunakan sebagai sanitaiser, juga dapat digunakan pada makanan sebagai penegas rasa, penegas warna, bahan pengawet, penyelubung after taste, yang tidak disukai, dan sebagai bahan pengembang (Winarno, 1997).
Menurut Doores (1993), asam asetat 3% pada suhu 700C merupakan sanitaiser yang cukup efektif pada otot daging yang diinokulasi E. coli dan S. Typhimorium. Davidson dan Brannen (1993) membuktikan bahwa asam asetat 3% cukup efektif dalam mereduksi Enterobacteriaceae pada daging babi yang dikemas vakum dan disimpan selama 6 minggu pada suhu 2-4oC.
Asam asetat memiliki kelebihan sekaligus kekurangan. Kelebihan asam asetat sebagai sanitaiser antara lain : 1) termasuk kelompok GRAS (Generally Recognize As Safe) sehingga aman digunakan pada makanan; 2) harganya relatif murah; 3) memiliki toksisitas yang rendah (Marshall et al., 2000). Sedangkan kekurangan asam asetat adalah bau dan rasanya yang asam, sehingga sebelum digunakan asam asetat ini biasanya diencerkan terlebih dahulu.
Kemampuan asam asetat sebagai anti mikroorganisme didasarkan pada dua hal yaitu pengaruhnya terhadap pH dan kemampuan asam-asam yang tidak berdisosiasi untuk meracuni mikroba (Buckle et al., 1987). Asam asetat yang
memiliki pH rendah dapat membunuh mikroba yang sebagian besar tidak tahan terhadap pH rendah.
Naidu (2000) menyebutkan bahwa keefektifan asam asetat semakin meningkat dengan meningkatnya konsentrasi dan suhu, serta menurunnya pH dan bakteri Gram Positif ternyata lebih tahan dibandingkan bakteri Gram Negatif, bakteri anaerob lebih tahan dibandingkan bakteri aerob, dan spora bakteri serta virus lebih tahan dibandingkan sel vegetatif.
Asam organik lain yang biasa digunakan sebagai zat antimikroba dalam bahan pangan adalah asam laktat. Asam laktat merupakan asam yang luas sekali penggunaannya, terdapat secara alami, serta umum digunakan dalam pengolahan pangan. Asam laktat umum digunakan untuk mengontrol pH dan juga sebagai flavoring. Menurut Davidson dan Juneja (1990), pada konsentrasi 6-8 M dapat menghambat bakteri pembentuk spora pada pH 5.0 tetapi efektivitasnya rendah pada khamir dan kapang. Kapasitas penghambatan bakteri oleh asam ini terletak pada kemampuannya menurunkan pH sampai ke tingkat dimana bakteri tidak dapat tumbuh.
Tidak seperti asam organik lainnya, larutan asam laktat sangat kental dan tidak bersifat volatil. Selain itu aroma asam laktat sangat diterima karena aromanya tidak tajam. Tabel 3 memperlihatkan sifat-sifat fisik asam laktat. Asam laktat sangat larut air tapi tidak larut dalam pelarut organik.
Penggunaan asam laktat sebagai pengasam pada berbagai macam makanan dan minuman dapat memberikan hasil yang baik. Hal ini disebabkan oleh rasa asam laktat yang relatif tidak masam dibanding asam organik lainnya, aroma asam laktat juga tdak mempengaruhi komponen aroma lainnya. Selain itu asam laktat juga dapat mencegah kebusukan dan bentuknya sebagai larutan membuat asam laktat mudah digunakan.
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa penyemprotan asam laktat terhadap karkas daging dapat membatasi pertumbuhan mikroba secara efektif dengan beberapa perlakuan penyimpanan. Menurut Doores (1993), asam laktat dengan konsentrasi 1- 1.25 % yang disemprotkan terhadap karkas sapi muda diikuti dengan pengemasasn vakum dapat menurunkan jumlah mikroba setelah penyimpanan selama 14 hari pada
2oC. Metode lain dari pengawetan dengan asam laktat adalah dengan pencelupan. Jumlah mikroba dari kulit unggas yang telah dicelupkan selama 15 detik pada 19oC dalam 2 % pada pH 2.2 turun dari 5.2 menjadi 3.7 log CFU/g (Doores, 1993)
Tabel 3. Sifat fisik asam laktat
Sifat Fisik
Rumus Kimia CH3CHOHCOOH
BM 90.08 g/mol
Aspek fisik Kental, tidak berwarna, non volatil
Titik leleh 16.8oC
Bentuk umum 88 % dan 50 % larutan
Kelarutan Sangat larut
Kalor jenis, 20Oc 0.505 kal/goC
Densitas 10.0 lbs/gal (88%), 9.4 lbs/gal (50%)
Aroma Terdapat dalam bentuk asam lemah
Rasa Asam
* Sumber : Furia (1972)
Percobaan Zeitoun dan Debevere (1990) menunjukkan bahwa penyemprotan asam dengan buffer 10 % asam laktat dan natrium laktat (pH 3.0) terhadap kaki ayam meningkatkan umur simpannya dari 6 menjadi 12 hari pada 6oC, sedangkan perendaman dengan asam lakat 2 % pada pH 2.3 dapat memperpanjang umur simpan kaki ayam tersebut hingga 8 hari. Perlakuan-perlakuan tersebut dapat menghambat bakteri yang memproduksi hidrogen sulfida seperti Pseudomonas spp., yang berkontribusi terhadap kebusukan makanan. Perlakuan di atas juga tidak mempengaruhi kualitas sensori dari sampel. Namun, konsentrasi asam laktat yang lebih tinggi dan perlakuan yang berulang tidak selalu menjamin dekontaminasi yang lebih baik.
Aspek legalitas dari penggunaan asam laktat pada berbagai tujuan penggunaan telah disetujui oleh U.S. FDA dengan nomor peraturan 21 CFR 184.1061 dengan tanpa pembatasan konsentrasi yang digunakan (Doores, 1993). Sedangkan USDA melalui nomor peraturan 9 CFR 318.7 memperbolehkan penggunaan asam
laktat pada produk daging dengan konsentrasi yang paling rendah yang perlu dilakukan untuk tujuan tertentu (Doores, 1993).
Untuk memberikan efek bakteriostatik dan bakteriosid pada media pertumbuhan mikroorganisme, penambahan asam laktat tergantung pada konsentrasi dan pH. Asam laktat mampu menghambat bakteri berspora pada pH 5, tetapi tidak efektif untuk menghambat cendawan. Pada pH lebih dari 5, asam laktat memiliki efek antibakterial yang sangat terbatas. Telah dilaporkan bahwa asam laktat mampu menambah citarasa dan bau pada daging dengan menggunakan 1% sampai 2% apabila ditambahkan garam (Ray dan Sandine, 1992; Doores, 1993).
